تحلیل انرژی، اگزرژی، اگزرژواکونومیک و بهینه سازی سیستم تولید همزمان برق و حرارت بر پایه موتور دیزل

افزایش نگرانی ها در مورد کاهش منابع سوخت های فسیلی و همچنین آلودگی محیط زیست، علاقمندی به روش های تولید پربازده انرژی را افزایش داده است. یکی از روش های قابل اعتماد برای افزایش بازدهی تولید انرژی، بهره برداری از حداکثر مقدار کار و گرمایی است که می توان از یک منبع سوخت استخراج کرد. سیستم های تولید همزمان برق و حرارت (chp) بهترین انتخاب برای رسیدن به این هدف هستند. در تحلیل و طراحی این سیستم ها روش هایی که اصول علمی و اقتصادی را به منظور رسیدن به عملکرد بهینه سیستم ترکیب می کنند، روز به روز در حال گسترش اند. تحلیل exergoeconomic یکی از قدرتمندترین این روشهاست که تحلیل اگزرژی را با مطالعات اقتصادی ترکیب می کند. در مطالعه حاضر مفهوم exergoeconomic با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی سیستم chp بر پایه موتور دیزل با ظرفیت تولید برق kw 277 و گرمای kw 282 ، مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا تحلیل ترمودینامیکی بر پایه انرژی و اگزرژی بر روی سیستم chp صورت گرفته است. تحلیل اگزرژی به منظور ارزیابی تخریب اگزرژی در اجزا و همچنین بازده اگزرژی آنها مورد استفاده قرار گرفته است. سپس معادلات توازن هزینه و معادلات کمکی برای اجزای سیستم نوشته شده و پارامترهای اگزرژی و exergoeconomic برای سیستم chp در حالت پایه محاسبه شده اند و بنابراین چگونگی شکل گیری هزینه در سیستم مشخص شده است. در این مطالعه تحلیل exergoeconomic بر پایه دیدگاه speco صورت گرفته است. نهایتا یک تابع هدف کامل که نشانگر هزینه سوخت، هزینه تخریب و اتلاف اگزرژی و هزینه خرید و نگهداری و تعمیرات اجزای سیستم است، برای بهینه سازی در نظر گرفته شده است. اجزای مختلف تابع هدف بر حسب متغیرهای بهینه سازی بیان شده اند. متغیرهای بهینه سازی در این مطالعه عبارتند از: نسبت فشار کمپرسور، بازده آیزنتروپیک کمپرسور، دمای آب خنک کن در خروجی موتور، دمای ورودی توربین، بازده آیزنتروپیک توربین و دمای گازهای خروجی از مبدل حرارتی. مقادیر بهینه متغیرهای بهینه سازی با مینیمم سازی تابع هدف توسط الگوریتم فراابتکاری ژنتیک محاسبه شده اند. همچنین پارامترهای اگزرژی و exergoeconomic برای حالت بهینه سیستم chp محاسبه شده و با حالت پایه آن مقایسه شده اند. با اعمال الگوریتم ژنتیک، تابع هدف کاهش 02/8 درصدی را تجربه می کند که این مقدار می تواند در سیستم های حرارتی قابل توجه باشد.